(57)【要約】【課題】人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率化において、生産計画の基準項目に沿った、作業者の疲労度合及び作業者習熟度合を考慮した生産工程の最適な生産計画の作成することで効率化を図る効率的な管理方法を提供する。【解決手段】人手作業を含む生産工程の稼働状況データを生産工程シミュレーターに取り込み、生産工程シミュレーターで、生産工程のシミュレーションを行い、その結果と生産計画の基準項目とに基づき人の疲労度及び人の作業習熟度の予測結果に配慮した生産計画を自動的に作成することにより生産工程の効率的な管理を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人手作業を含む複数の生産工程の稼働状況を示す稼働状況データを取り込み生産工程のシミュレーションを行う生産工程シミュレーターを有し、前記生産工程シミュレーターを用いて生産工程の効率化を図る人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率的な管理方法であって、
人手作業を含む複数の生産工程のデータを格納するデータベースと、
人の疲労度合及び習熟度合を判定及び予測する際のデータとなる、人の疲労度合及び作業習熟度合を現す疲労推移データ及び作業習熟推移データを作成する推移データ作成手段と、
前記人手作業を含む複数の生産工程の稼働における、稼働率、サイクルタイム、作業時間、良品率及び収率の稼働状況データを取り込み、作業工程及び作業者毎のデータを前記データベースに作成する第１の工程と、
前記第１の工程のデータベースのデータを基に、前記作業工程及び作業者毎のデータに加えて、データベースのデータに基づき人の疲労度合及び人の作業習熟度合を組み入れたデータを前記データベースに作成する第２の工程と、
前記第２の工程のデータベースのデータを基に、前記推移データ作成手段で人の疲労推移データ及び作業習熟推移データを前記データベースに作成する第３の工程とを有し、
生産計画作成の際に基準となる基準項目及び前記第３の工程のデータベースのデータを基に前記生産工程シミュレーターで、生産工程のシミュレーションを行い、前記シミュレーションの結果に基づき人の疲労度及び人の作業習熟度の予測結果に配慮した人員配置計画を含む、かつ生産計画作成の際に基準となる製品納期及び人件費の少なくとも一つの基準項目に沿った生産計画を前記生産工程シミュレーターで自動的に作成することを特徴とする人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率的な管理方法。
【請求項２】
前記生産計画を基に、生産工程とオンラインで生産工程のシミュレーションを生産工程シミュレーターで実施し、前記シミュレーションの結果と実際の生産工程の状況とをオンラインで比較し乖離がある場合に、前記データベースに格納されている人の疲労推移データ及び作業習熟推移データを基にして人の疲労度合及び人の習熟度合を判定することで、生産計画を適宜修正することを特徴とする請求項１に記載の人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率的な管理方法。
【請求項３】
生産工程の関係者に情報伝達する情報伝達手段を有し、
前記生産計画の作成に際し、生産計画作成の際に基準となる基準項目を基に、
前記基準項目の内容を変更した変更基準項目を、前記基準項目も含め複数設定し、
設定された複数の変更基準項目に基づく生産計画を複数作成するとともに、前記複数の生産計画毎の製品納期、工数及び人件費の情報を前記情報伝達手段で生産工程の関係者に伝達することを特徴とする請求項１または２に記載の人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率的な管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率化に関し、生産工程の稼働状況を取り込み生産工程のシミュレーションを行う生産工程シミュレーターを用い、生産工程のシミュレーションの結果に基づき生産計画を自動的に作成する人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率的な管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人手作業を含む複数の生産工程で生産される製品は、複数の作業者（以下、人とも言う）による複数の作業により生産される。このような生産工程の効率化を図る手法として、生産工程シミュレーターを用い生産工程のシミュレートを行い、生産工程を最適化する方法が多く知られている。
【０００３】
前記生産工程を最適化する方法として、複数の作業者が従事する生産ラインにおける作業負荷のバランスを考慮して組み立て作業の配分を最適化するため、作業者の作業時間と作業者のエネルギー消費量とを考慮して生産工程を設計するシステムが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１は、作業者の作業時間、エネルギー消費量及び作業習熟度（以下、習熟度と略す）等の作業者毎の特性データを考慮して生産工程を設計するシステムであるが、一旦作業者の作業時間及びエネルギー消費量等のデータを入力してシミュレートすることで、作業者毎の習熟度は算出されるが、時間の経過に伴う作業者の疲労度及び習熟度の変化が考慮されないため、実稼働工程に対してシミュレーションの最適化結果が乖離する恐れがある。
【０００５】
また、生産ラインの作業工程中の疲労度を評点化し、改善が必要とする場合には疲労度評価点に応じた改善策を行う生産ラインの製造方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
特許文献２では、作業者の疲労度は考慮されているが、作業者の習熟度及び時間の経過に伴う作業者の疲労度が考慮されずシミュレーションが行われるため、時間の経過とともに実稼働工程に対してシミュレーションの最適化結果が乖離する恐れがある。
【０００７】
また、生産工程モデル及び生産規則を用いて、事象ベースシミュレータが工場内の製品の動きをシミュレートすることにより生産計画の立案を行うことが開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
特許文献３では、工場内の製品の動きにのみ着目しており、人の疲労度及び習熟度の影響については言及されていないため、人手作業の多い生産工程では立案された生産計画が最適生産計画と乖離する恐れがある。
【０００９】
また、作業者情報データベース内の出勤している各作業者の総合スキルランクと作業内容データベース内の各作業工程の総合スキルランクを参照して、難易度の高い作業工程に総合スキルランクの高い作業者を配置し、難易度の低い作業工程に総合スキルランクの低い作業者を配置することで、作業者を的確に配置することが開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【００１０】
また、製品を製造するための複数の作業の各々について作業の難易度のレベル、各作業を行い得る作業者の熟練度クラス、各作業を行い得る作業者の熟練度クラス別の作業時間等を勘案して、前記難易度の作業に前記難易度の作業を行い得る熟練度の作業者を生産量に応じて割り付けることが開示されている（例えば、特許文献５参照）。
【００１１】
特許文献４及び５では、各作業者及び各作業工程のスキルランク、すなわち習熟度を参照して人員配置を行っているが、作業者の疲労度の観点がなく、時間の経過とともに実稼働工程に対してシミュレーションの最適化結果が乖離する恐れがある。
【００１２】
このように従来は作業者の疲労度及び習熟度の双方を考慮したシミュレーションは存在していないため、人手を含む生産工程でシミュレーションの乖離を防止するのは困難であった。
【特許文献１】特開２００４−４６７１３号公報
【特許文献２】特許第３０５９２６４号公報
【特許文献３】特開２００４−９４９００号公報
【特許文献４】特開２００２−３７３２３５号公報
【特許文献５】特開２００２−４１１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率化において、生産工程のシミュレーションを行う生産工程シミュレーターに稼働状況データを取り込み、作業工程及び作業者毎のデータベースを作成するとともに、作業者の疲労度及び作業者の習熟度を判定したデータベースを作成し、前記データベース及び生産計画作成の際に基準となる基準項目を基に生産工程シミュレーターで生産工程のシミュレーションを行い、作業者の疲労度及び作業者の習熟度を考慮した生産工程の最適な生産計画を自動的に作成することで人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率化を図る生産工程の管理方法を提供することを目的とする。
【００１４】
前記生産計画作成の際に基準となる基準項目とは、生産計画を作成する際の厳守あるいは優先事項であり、主なものとして製品納期、人件費がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）人手作業を含む複数の生産工程の稼働状況を示す稼働状況データを取り込み生産工程のシミュレーションを行う生産工程シミュレーターを有し、前記生産工程シミュレーターを用いて生産工程の効率化を図る人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率的な管理方法であって、人手作業を含む複数の生産工程のデータを格納するデータベースと、人の疲労度合及び習熟度合を判定及び予測する際のデータとなる、人の疲労度合及び作業習熟度合を現す疲労推移データ及び作業習熟推移データを作成する推移データ作成手段と、前記人手作業を含む複数の生産工程の稼働における、稼働率、サイクルタイム、作業時間、良品率及び収率の稼働状況データを取り込み、作業工程及び作業者毎のデータを前記データベースに作成する第１の工程と、前記第１の工程のデータベースのデータを基に、前記作業工程及び作業者毎のデータに加えて、データベースのデータに基づき人の疲労度合及び人の作業習熟度合を組み入れたデータを前記データベースに作成する第２の工程と、前記第２の工程のデータベースのデータを基に、前記推移データ作成手段で人の疲労推移データ及び作業習熟推移データを前記データベースに作成する第３の工程とを有し、生産計画作成の際に基準となる基準項目及び前記第３の工程のデータベースのデータを基に前記生産工程シミュレーターで、生産工程のシミュレーションを行い、前記シミュレーションの結果に基づき人の疲労度及び人の作業習熟度の予測結果に配慮した人員配置計画を含む、かつ生産計画作成の際に基準となる製品納期及び人件費の少なくとも一つの基準項目に沿った生産計画を前記生産工程シミュレーターで自動的に作成することを特徴とする人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率的な管理方法。
（２）前記生産計画を基に、生産工程とオンラインで生産工程のシミュレーションを生産工程シミュレーターで実施し、前記シミュレーションの結果と実際の生産工程の状況とをオンラインで比較し乖離がある場合に、前記データベースに格納されている人の疲労推移データ及び作業習熟推移データを基にして人の疲労度合及び人の習熟度合を判定することで、生産計画を適宜修正することを特徴とする（１）項に記載の人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率的な管理方法。
（３）生産工程の関係者に情報伝達する情報伝達手段を有し、前記生産計画の作成に際し、生産計画作成の際に基準となる基準項目を基に、前記基準項目の内容を変更した変更基準項目を、前記基準項目も含め複数設定し、設定された複数の変更基準項目に基づく生産計画を複数作成するとともに、前記複数の生産計画毎の製品納期、工数及び人件費の情報を前記情報伝達手段で生産工程の関係者に伝達することを特徴とする（１）項または（２）項に記載の人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率的な管理方法。
【発明の効果】
【００１６】
上記構成により、人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率化を行うための生産工程シミュレーションにおいて、人特有の時間の経過に伴う作業者の疲労度及び習熟度（学習による多能工化を含む）を考慮して生産工程のシミュレーションを行い、その結果を基に自動的に生産計画を作成することで、実際の生産工程に対し時間的誤差因子が少ない、かつ生産計画作成の際に基準となる基準項目に沿った最適な生産計画を作成することが可能となり、また最適な人員配置を生産工程に適用することで生産工程の作業の均一化を図ることができ、適切な納期及び人件費等の費用の管理をすることが可能となり人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率的な管理を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１８】
図１は、本実施の形態の人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率的な管理方法の構成を示すブロック図である。
【００１９】
図１において、人手作業を含む生産工程（以下、人手生産工程とも略す）１は、製品を生産する生産工程である。稼働状況データ２は、人手生産工程１の稼働率、サイクルタイム、作業時間、良品率及び収率の稼働状況データであり、生産工程シミュレーター３に取り込まれる。
【００２０】
前記良品率とは生産工程で生産された全製品、即ち良品と不良品の合計数量に対する良品数量の割合であり、前記収率とは生産工程に投入された材料で生産できる理論上（計算上）の製品数量に対する生産された全製品数量の割合である。
【００２１】
生産工程シミュレーター３は取り込まれた稼働状況データ２を基に作業工程及び作業者毎のデータをデータベース４に作成する（第一の工程）。
【００２２】
次に、生産工程シミュレーター３は前記第１の工程のデータベースのデータを基に、前記作業工程及び作業者毎のデータに加えて、データベース４のデータに基づき作業者の疲労度及び習熟度を組み入れたデータをデータベース４に作成する（第２の工程）。
【００２３】
推移データ作成手段５は、第２の工程のデータベース４に基づき、作業者の疲労度合を判定及び予測する際のデータとなる作業者疲労推移データ、及び作業者の習熟度合を判定及び予測する際のデータとなる作業者習熟推移データを作成し、データベース４に格納する（第３の工程）。推移データ作成手段５は、データベース４内に設けてもよい。
【００２４】
ここで、作業者の疲労度合とは、ある作業に従事した時に、時間経過に伴い疲労が変化する度合を現す。図３は、疲労度と時間経過を現す疲労推移データの一例を示す模式図である。疲労推移データは、図３では疲労曲線としたが、これに限らず、例えばデータテーブルとすることも可能である。
【００２５】
また、作業者の習熟度合とは、ある作業者がある作業に従事した時に、予め設定された習熟度が時間経過に伴い変化する、習熟の度合を現す。図４は、習熟度と時間経過を現す習熟推移データの一例を示す模式図である。習熟推移データは、図４では習熟曲線としたが、これに限らず、例えばデータテーブルとすることも可能である。
【００２６】
生産計画作成の際に基準となる基準項目は基準項目設定工程６で予め設定され、生産工程シミュレーター３に取り込まれる。前記基準項目は複数でも可能である。
【００２７】
生産工程シミュレーター３は、人手生産工程１に適用され稼働中の生産計画を基に、前記基準項目と第３の工程のデータベース４に基づいて生産工程のシミュレーションをオンラインで実施する。次に、前記シミュレーションの結果と人手生産工程１の稼働状況とをオンラインで比較する。
【００２８】
前述のようにシミュレーションの結果と人手生産工程１の稼働状況とをオンラインで比較することにより、時間的誤差因子の少ない比較が可能になる。
【００２９】
生産工程シミュレーター３は、前記シミュレーションの結果と人手生産工程１の稼働状況との比較に乖離がある場合に、前記シミュレーションの結果と第３の工程のデータベース４に格納されている人の疲労推移データ及び作業習熟推移データを基にして人の疲労度合及び人の習熟度合を判定及び予測することで、作業者の疲労度及び習熟度の予測結果に考慮した、かつ前記基準項目に沿った最適な生産計画を自動で作成する。
【００３０】
前記生産計画の自動作成の工程は、本実施の形態では生産工程シミュレーター３内に設けたが、図示しない生産計画作成工程を生産工程シミュレーター３とは別途に設けてもよい。
【００３１】
前記生産計画の作成に際し、生産計画作成の際に基準となる基準項目を基に、前記基準項目の内容を変更した変更基準項目を設定し、設定された変更基準項目に基づく変更基準生産計画を追加作成することが好ましい。前記変更基準項目は、一つの生産計画に対し複数設定してもよい。また、変更基準生産計画の作成は、複数可能である。
【００３２】
前記基準項目とは、前述のように生産計画を作成する際の厳守あるいは優先事項であり主なものとして製品納期、人件費がある。例えば、製品納期厳守の場合は前記基準項目は製品納期であり、製品納期に余裕があり人件費を抑制したい場合は、前記基準項目は人件費となる。また、製品納期と人件費の二項目にそれぞれ重み付けを行い前記二項目を基準項目とすることもできる。前記変更基準項目とは、前記基準項目の内容を変更したものであり、例えば基準項目が製品納期の場合、納期短縮等、納期を変更して設定したものである。
【００３３】
前述のように変更基準項目を設定し、設定された変更基準項目に基づく変更基準生産計画を追加作成することにより、各計画における製品納期、人件費等の比較が可能になる、また製品納期変更等が生じた場合の対応が迅速にできる等生産計画の選定に柔軟性を持たせることができる。
【００３４】
作成された生産計画は、変更基準生産計画が作成された場合には変更基準生産計画とともに、生産計画及び変更基準生産計画毎に生産計画処理工程７で納期、工数及び人件費を一覧のデータとして作成される。作成された前記データは、生産計画処理工程７の情報伝達手段、例えば表示装置、ファイル等で生産工程の関係者、主に生産管理者に伝達される。
【００３５】
生産計画策定工程８では、生産管理者は、生産計画処理工程７で示された生産計画及び変更基準生産計画の情報を基に生産計画を選定し生産計画の策定を行う。前記生産計画の策定に基づき、最適な生産計画が人手生産工程１に指示されるとともに、生産工程内に設けられた情報表示部９に前記シミュレーションの結果及び前記生産計画に基づく、人員割付計画、人員数、勤務体系の変更及び生産工程に配設された生産機器のパラメータの変更等が表示され、それに基づき人手生産工程１で生産工程の変更が実施される。情報表示部９の表示は、生産工程内に設けられたディスプレイ、プリンター等のハードコピー装置、音声装置等で行うことができる。
【００３６】
前記生産計画策定工程８で変更基準生産計画が選定された場合は、その変更基準項目を基準項目設定工程６で新たに基準項目として設定する。
【００３７】
図２は、図１に示す人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率的な管理方法を用いて生産工程の最適化を図る場合のワークフローを示す。図２に示すワークフローは、基準項目を製品納期とし、変更基準項目として製品納期を変更した場合の例を示す。
【００３８】
最初にステップＳ０１で人手生産工程１の稼働が開始されると同時にステップＳ０５で生産工程シミュレーター３が稼働開始する。次にステップＳ０２で人手生産工程１が稼働継続状態となる。
【００３９】
次にステップＳ０６で人手生産工程１から稼働率、サイクルタイム、作業時間、良品率及び収率の稼働状況データ２が、オンラインで生産工程シミュレーター３に取り込まれる。
【００４０】
次にステップＳ０７で生産工程シミュレーター３は、ステップＳ０６で取り込まれた稼働状況データ２を基に作業工程及び作業者毎のデータをデータベース４内に作成する。
【００４１】
次にステップＳ０８で生産工程シミュレーター３は、前記作業工程及び作業者毎のデータに加えて、データベース４のデータに基づき作業者の疲労度及び習熟度を組み入れたデータをデータベース４内に作成する。
【００４２】
次にステップＳ０９で推移データ作成手段５は、ステップＳ０８で作成されたデータベース４に基づき、作業者の疲労度合を判定及び予測する際のデータとなる作業者疲労推移データ、及び作業者の習熟度合を判定及び予測する際のデータとなる作業者習熟推移データを作成し、データベース４に格納する。
【００４３】
次にステップＳ１０で生産工程シミュレーター３は、本例の基準項目である製品納期のデータを取り入れ、人手生産工程１に適用され稼働中の生産計画を基に、前記製品納期のデータ及びステップＳ０９で作成されたデータベース４に基づいて作業者の疲労度及び習熟度を考慮に入れた生産工程のシミュレーションをオンラインで実施する。
【００４４】
次に生産工程シミュレーター３は、前記シミュレーションの結果と人手生産工程１の稼働状況とをオンラインで比較し、前記製品納期のデータと前記シミュレーションの結果とステップＳ０９でデータベース４に格納した人の疲労推移データ及び作業習熟推移データを基にして人の疲労度合及び人の習熟度合を判定及び予測することとで、作業者の疲労度及び習熟度の予測結果に考慮した生産計画を自動で作成する。
【００４５】
前記生産計画作成時に、製品納期を変更した場合の変更基準生産計画を作成する。
【００４６】
前記変更基準生産計画は、製品納期を変更した変更基準項目を予め設定しておき作成することができるが、前記生産計画を作成した後、後述のステップＳ１２で前記生産計画のデータを見て変更基準項目を設定し作成することもできる。
【００４７】
次にステップＳ１１で、ステップＳ１０で作成された生産計画及び変更基準生産計画毎に納期、工数及び人件費を一覧のデータとして作成する。作成された前記データは、生産計画処理工程７内の情報伝達手段、例えば表示装置、ファイル等で生産工程の関係者、主に生産管理者に伝達される。
【００４８】
次にステップＳ１２で、生産管理者はステップＳ１１で伝達された生産計画及び変更基準生産計画毎の納期、工数及び人件費のデータを基に生産計画の策定を行う。前記生産計画の策定に基づき、最適な生産計画が人手生産工程１に指示される。前記生産計画策定で変更基準生産計画が選定された場合は、その変更基準項目を基準項目設定６で新たに基準項目として設定する。
【００４９】
ステップＳ１２の最適な生産計画の指示に基づき、ステップＳ０３で人手生産工程１の生産計画の最適化の変更が実施される。
【００５０】
同時に、ステップＳ１３で生産工程内に設けられた情報表示部９に前記シミュレーションの結果及び前記最適な生産計画に基づく、人員割付計画、人員数、勤務体系の変更及び生産工程に配設された生産機器のパラメータの変更等が表示され、ステップＳ０４で人手生産工程１の生産工程の最適化の変更が実施される。情報表示部９の表示は、生産工程内に設けられたディスプレイ、プリンター等のハードコピー装置、音声装置等で行うことができる。
【００５１】
次にステップＳ１４で生産継続か否かが判断される。生産継続と判断されると（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、生産が継続され、生産終了と判断されると（ステップＳ１４；ＮＯ）、生産工程稼働は終了する。
【００５２】
同様に、ステップＳ１５で生産継続か否かが判断される。生産継続と判断されると（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、シミュレーターの稼働は継続され、生産終了と判断されると（ステップＳ１５；ＮＯ）、シミュレーターの稼働は終了する。
【００５３】
上記構成により、人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率化を行うための生産工程シミュレーションにおいて、人特有の時間の経過に伴う作業者の疲労度及び習熟度（学習による多能工化を含む）を考慮して生産工程のシミュレーションを行い、その結果を基に自動的に生産計画を作成することで、実際の生産工程に対し時間的誤差因子が少ない、生産計画作成の際に基準となる基準項目に沿った最適な生産計画を作成することができる。
【００５４】
また、最適な人員配置を生産工程に適用することで生産工程の作業の均一化を図ることができ、製品納期の管理及び人件費等の費用の管理を適切に行うことが可能となり人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率的な管理を図ることができる。
【００５５】
更に、前記変更基準項目を設定し、設定された変更基準項目に基づく変更基準生産計画を追加作成することにより生産計画の策定に柔軟性を持たせることができる。これにより各生産計画における製品納期、人件費等の比較が可能になり最適な生産計画の策定が容易にできる。また、製品納期変更等が生じた場合の対応が迅速にできる等生産計画の最適化を図るための変更が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率的な管理方法のブロック図である。
【図２】人手作業を含む複数の生産工程からなる生産工程の効率的な管理方法での生産計画最適化のワークフロー図である。
【図３】疲労度と時間経過を現す疲労曲線である。
【図４】習熟度と時間経過を現す習熟曲線である。
【符号の説明】
【００５７】
１  人手作業を含む生産工程
２  稼働状況データ
３  生産工程シミュレーター
４  データベース
５  推移データ作成手段
６  基準項目設定工程
６Ａ  変更基準項目設定工程
７  生産計画処理工程
８  生産計画策定工程
９  情報表示部
【図１】
2007094981.tif 000003
【図２】
2007094981.tif 000004
【図３】
2007094981.tif 000005
【図４】
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